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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Produktion und zum Abzug eines bahnförmigen Produktes.
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Stand der Technik
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Im Stand der Technik sind Verfahren und Vorrichtungen bekannt, mit denen langgestreckte und bahnförmige Produkte kontinuierlich produziert und anschließend direkt von der Produktionsmaschine oder von einer Vorratsrolle abgezogen werden, um sie einem weiteren Verarbeitungsprozess zuzuführen.
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Ein solches Verfahren und eine derartige Vorrichtung zeigt zum Beispiel die
US 2 99091 A . Diese betrifft das Imprägnieren von Fasern für die Produktion eines langgestreckten faserverstärkten Kunststoffmaterials. Die Fasern werden mit gleichbleibender Geschwindigkeit von Vorratsrollen abgezogen und dabei unter Zugspannung gehalten. Im gespannten Zustand durchlaufen die Fasern weitere Bearbeitungsstationen. Zum Abziehen und Halten der Zugspannung dient eine Vorrichtung mit zwei Klemmenträgern mit Klemmen für das abzuziehende Kunststoffmaterial. Im Vorrichtungsrahmen sind Führungsbolzen für die Klemmenträger vorhanden, auf denen die Klemmenträger in Abzugsrichtung verschiebbar geführt sind. Weiterhin ist ein Kurvenscheibenmechanismus vorhanden, durch den die Klemmenträger in einem Verschiebebereich hin- und her gehend antreibbar sind. Die Klemmenträger sind nicht unabhängig voneinander antreibbar. Der Verschiebeweg ist nicht einstellbar und kann aufgrund des Aufbaus auch nicht sehr lang sein. Eine Anpassung an veränderte Produkteigenschaften oder an veränderte Verfahrensabläufe ist damit nur schwer möglich. Die Führungsbolzen sind nur an ihren Enden im Vorrichtungsrahmen eingespannt, sodass bei hohen Zugkräften und langen Verschiebewegen Durchbiegungen der Führungsbolzen auftreten können.
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Die
US 3 556 888 A beschreibt ein ähnliches Verfahren wie die
US 2,990,091 . Zum Abziehen dient dabei eine Vorrichtung, bei der mehrere hydraulisch angetriebene Klemmensegmente über die Breite des Produktes verteilt angeordnet sind. Die Klemmenträger werden an der Unterseite hinsichtlich des Vorrichtungsrahmens geführt und angetrieben. Für den Vorschub in Abzugsrichtung dient eine kontinuierlich laufende Antriebskette, an die die Klemmenträger über eine Klinke an- oder abgekoppelt werden. Der Kraftangriffspunkt der Antriebskette und die Führungsbahn der Klemmenträger im Vorrichtungsrahmen haben einen großen Abstand von der Ebene, in der die Zugspannung im abzuziehenden Produkt aufgebaut wird. Dadurch besteht bei hohen Abzugsspannungen die Gefahr von Verformungen und/oder Verspannungen. Eine hohe Präzision der abwechselnden Bewegung der beiden Klemmenträger ist kaum erreichbar.
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Die
US 3 819 073 A offenbart eine Vorrichtung zum Abziehen von Rohren oder Kabeln von einer Produktionsmaschine. Der Antrieb der Klemmenträger erfolgt über eine gemeinsame Antriebsspindel, die von einem einzigen Motor angetrieben wird. Der Kraftangriffspunkt der Antriebsspindel an den Klemmenträgern befindet sich unterhalb der Ebene, in der die Zugspannung auf das abzuziehende Produkt aufgebracht wird. Zum abwechselnden Vorschub und Rücktransport der Klemmenträger werden diese durch ein Getriebe mit Hilfsmotor mit der Antriebsspindel auf verschiedene Weise verbunden. Parallel zur Antriebsspindel ist eine weitere Spindel vorgesehen, auf der mehrere mechanische Anschläge angebracht sind, die zum Betätigen von Endschaltern für die Verfahrbewegungen der Klemmenträger dienen.
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Die
US 4 478 360 A offenbart eine Abzugseinrichtung für bandartiges Material mit zwei Klemmenträgern, die an beiden Längsseiten des bandartigen Materials angeordnet sind. Die zugehörigen Klemmen ergreifen abwechselnd jeweils von einer der beiden Längsseiten aus den Rand des bandartigen Materials. Für einen präzisen Abzug mit hohen Zugspannungen ist eine derartige unsymmetrische Anordnung nicht geeignet.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit denen ein bandartiges Material produziert und abgezogen werden kann, das bei seiner Produktion eine hohe konstante Zugspannung und hohe Präzision der Abzugsbewegung in Bezug zur Produktionsmaschine erfordert.
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Beschreibung der Erfindung
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Die Aufgabe wird durch ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst.
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Es wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Verfahren vorgeschlagen, um ein bahnförmiges Produkt mit einer Produktionsmaschine zu produzieren, wobei das bahnförmige Produkt während der Produktion unter einer Zugspannung gehalten wird. Die Zugspannung wird am Ausgang der Produktionsmaschine durch eine Vorrichtung erzeugt, mit der das bahnförmige Produkt auch von der Produktionsmaschine abgezogen wird. Die Vorrichtung zum Abziehen arbeitet dabei mit zwei Klemmenträgern mit Klemmen für das bahnförmige Produkt, sowie mit Antriebsmitteln, durch die die Klemmenträger parallel zu einer Abzugsrichtung des bahnförmigen Produktes hin- und her gehend angetrieben werden. Das Verfahren enthält folgende Merkmale:
- – Produzieren eines bahnförmigen Produktes mit der Produktionsmaschine;
- – Abziehen des bahnförmigen Produktes durch eine definierte, abwechselnd hin- und her gehende Bewegung der Klemmenträger in Abzugsrichtung bzw. entgegen der Abzugsrichtung. Dabei werden die Klemmen über entsprechende Klemmensteuerungen definiert derartig geöffnet und geschlossen, dass immer eine der beiden Klemmen geschlossen ist, wodurch das bandartige Material mit dem jeweiligen Klemmenträger verbunden ist;
- – Im geschlossenen Zustand wenigstens einer der beiden Klemmen wird durch Ansteuern der Antriebsmittel des zugehörigen Klemmenträgers eine Zugspannung auf das bahnförmige Produkt aufgebracht.
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Das vorgeschlagene Verfahren ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet dass das bahnförmige Produkt mit aufeinander folgenden Hauptabschnitten und Hilfsabschnitten produziert wird, wobei die Klemmen derartig angesteuert werden, dass das Öffnen und Schließen der Klemmen nur in den Zeitabschnitten der Produktion stattfindet, in denen ein Hilfsabschnitt des bahnförmigen Produktes produziert wird.
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In einer Ausgestaltung des Verfahrens werden die Klemmen außerdem derartig angesteuert, dass beim Abziehen nur bereits produzierte Hilfsabschnitte des bahnförmigen Produktes von den Klemmen erfasst werden.
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Dadurch soll sichergestellt werden, dass die Hauptabschnitte des bandartigen Materials frei von Beschädigungen durch das Erfassen mit den Klemmen sind.
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Zum Aufbringen der Zugspannung auf das bahnförmige Produkt ist es vorteilhaft, wenn die Antriebsmittel der Klemmenträger in Abhängigkeit von der vorgegebenen Zugspannung angesteuert werden. Die Zugspannung kann zu diesem Zweck zum Beispiel mit Dehnmessstreifen an passenden Stellen der Klemmen oder der Klemmenträger gemessen werden.
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Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn die Antriebsmittel als Antriebsmotoren mit Antriebsspindeln ausgebildet sind, wobei die Antriebsspindeln die Klemmenträger in Abzugsrichtung bzw. in Richtung der Zugspannung antreiben. In diesem Fall kann das Drehmoment der Antriebsmotoren über die elektrische Ansteuerung der Antriebsmotoren gemessen und – nach entsprechender Umrechnung – zur zugkraftabhängigen Ansteuerung der Antriebsmotoren verwendet werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich besonders vorteilhaft bei der Produktion bestimmter – meist technischer – Gewebe mit einer Webmaschine einsetzen.
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Für derartige Gewebe ist es meist ausreichend, wenn es aufeinander folgende Hauptabschnitte mit begrenzter Länge aufweist, wobei in diesen Hauptabschnitten bestimmte Gewebeeigenschaften vorhanden sein müssen. Bei der Konfektionierung oder Weiterverarbeitung dieser Gewebe werden nur diese Hauptabschnitte des Gewebes verwendet. Es ist daher möglich, zwischen den Hauptabschnitten Hilfsabschnitte zu weben, die beim Konfektionieren als Abfall anfallen.
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Besonders vorteilhaft ist das erfindungsgemäße Verfahren bei der Produktion von mehrlagigen Geweben. Diese Gewebe können sehr dick sein – zum Beispiel im Bereich 5 mm–80 mm – es sind aber auch noch größere Dicken möglich. Wenn dann noch Fasern in Schuss und/oder Kette verwendet werden, die sehr steif – also wenig biegsam sind, lässt sich das fertige Gewebe im Anschluss an den Webprozess nicht mehr in klassischer Weise auf eine Rolle aufwickeln, sondern muss im wesentlichen in Produktionsrichtung – meist horizontal – von der Webmaschine abgezogen werden.
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In diesen Fällen können dann mit dem vorgeschlagenen Verfahren die Hauptabschnitte des bahnförmigen Produktes zum Beispiel als mehrlagiges Gewebe mit definierter Zugspannung und definierter Schussdichte produziert werden, während dazwischen Hilfsabschnitte produziert werden, die keine besonderen Gewebeeigenschaften aufweisen müssen, sondern die lediglich dazu dienen, die Hauptabschnitte voneinander zu trennen. Die definierte Zugspannung im Bereich der Hauptabschnitte kann bei mehrlagigen technischen Geweben ohne weiteres Werte von bis zu 20 KN annehmen. Da solche Gewebe häufig auch im Bereich der faserverstärkten Kunststoffe mit hohen Anforderungen an die Gleichmäßigkeit der mechanischen Eigenschaften eingesetzt werden, ist eine konstante Zugspannung und vor allem eine konstante, definierte Schussdichte vor allem während der Produktion der Hauptschnitte des Gewebes wichtig. Das bedeutet, dass die Abzugsgeschwindigkeit während der Produktion der Hauptabschnitte sehr konstant sein muss. Dadurch werden gleichmäßige, definierte Abstände von einem eingetragenen Schussfaden zum nächsten eingetragenen Schussfaden (= Schussdichte) erzielt.
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Dadurch, dass erfindungsgemäß das Öffnen und Schließen der Klemmen beim Abziehen nur in den Zeitabschnitten der Produktion erfolgt, in denen die Hilfsabschnitte gewebt werden, können auch nur dort solche Schwankungen der Zugspannung und/oder der Schussdichte auftreten, die unbeabsichtigt bei der Übergabe des Gewebes von einem zum anderen Klemmenträger auftreten könnten. Während der Produktion der Hauptabschnitte erfolgt somit keine derartige Übergabe von einem zum anderen Klemmenträger.
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Bei richtiger Wahl der Abstände zwischen der Abziehvorrichtung und der Webmaschine und bei entsprechender Einstellung und Abfolge der Verschiebewege der Klemmenträger kann weiterhin erreicht werden, dass die Gewebebahn beim Abziehen nur an den Hilfsabschnitten von den Klemmen erfasst wird. Das hilft, Beschädigungen der Gewebeoberfläche in den Hauptabschnitten zu vermeiden.
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Für die Festlegung des Verschiebewegs der Klemmenträger gelten dabei für das hier vorgestellte Verfahren und für die im Folgenden beschriebene Vorrichtung die folgenden geometrischen Randbedingungen.
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Für das Produzieren einer bestimmten Länge eines kompletten Gewebestücks mit einem Hilfsabschnitt und einem Hauptabschnitt wird für die Klemmenträger ein Verschiebeweg benötigt, der so groß ist, wie die komplette Länge des zu webenden Gewebestücks. Der Verschiebeweg der Klemmenträger ist dabei als der Abstand zwischen den beiden äußersten Positionen der Klemmen bzw. der Klemmenträger am Anfang und am Ende der Vorrichtung definiert. Damit eine Übergabe von einer zur anderen Klemme erfolgen kann, während ein Hilfsabschnitt eines folgenden Gewebestückes produziert wird, darf der Abstand zwischen dem Ausgang der Webmaschine und dem Anfang des Verschiebewegs für die Klemme des ersten Klemmenträgers nicht größer sein als die Länge eines kompletten Gewebestücks. Um die oben beschriebene optimale Übergabe von einer zur anderen Klemme zu gewährleisten, muss also die Länge eines kompletten Gewebestücks innerhalb des Verschiebewegs sein, während der Hilfsabschnitt eines folgenden Gewebestücks produziert wird.
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Wenn – ausgehend von der zuvor festgelegten Randbedingung – mit der gleichen Vorrichtung auch kleinere als die zuvor beschriebenen Gewebestücke produziert werden sollen, muss der Verschiebeweg insgesamt – also der Abstand zwischen den beiden äußersten Positionen der Klemmen bzw. der Klemmenträger am Anfang und am Ende der Vorrichtung – verlängert werden. Es ergibt sich dann ein Verschiebeweg der beiden Klemmen bzw. der beiden Klemmenträger, der größer ist als eine komplette Länge des zu webenden Gewebestücks, nämlich doppelt so groß, wie die Länge des kleinsten zu webenden Gewebestücks. Gleichzeitig muss der Abstand zwischen dem Ausgang der Webmaschine und dem Anfang des Verschiebewegs für die Klemme des ersten Klemmenträgers verringert werden und zwar auf 1/2 des vorstehend definierten Verschiebewegs.
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Im Rahmen der Erfindung wird weiterhin eine Vorrichtung zum Abzug eines bahnförmigen Produkts von einer Produktionsmaschine mit zwei Klemmenträgern mit Klemmen für das bahnförmige Produkt vorgeschlagen. Die Vorrichtung weist einen Vorrichtungsrahmen auf, an dem Führungsmittel für die Klemmenträger angebracht sind. Weiterhin sind Antriebsmittel vorhanden, durch die die Klemmenträger parallel zu einer Abzugsrichtung des bahnförmigen Produktes in einem Verschiebebereich hin- und her gehend antreibbar sind. Die Vorrichtung ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass jeder der beiden Klemmenträger mit einem Paar Antriebsspindeln antreibbar ist, wobei die Antriebsspindeln derartig angeordnet sind, dass die Bahnmitte des bahnförmigen Produkts innerhalb der Vorrichtung in einem Bereich zwischen den beiden Antriebsspindeln des jeweiligen Klemmenträgers verläuft. Damit wird eine gleichmäßige Verteilung der Zugspannung des bahnförmigen Produktes auf die Klemmenträger und auf die Antriebsspindeln erzielt.
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Günstig ist weiterhin eine Vorrichtung, bei der die Antriebsspindeln und das bahnförmige Produkt in der gleichen Ebene verlaufen. Damit erfolgt die Krafteinleitung auf die Spindeln auf möglichst kurzem Weg ohne unnötige Umlenkungen und unter weitgehender Vermeidung von Verformungen der Spindeln.
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Möglich ist natürlich auch eine Anordnung, bei der die Antriebsspindeln in einer Ebene angeordnet sind, die parallel zu der Ebene verläuft, in der das bahnförmige Produkt verläuft. Die zuvor erwähnte günstige Krafteinleitung auf die Spindeln ist jedoch nur dann noch gewährleistet, wenn der Abstand der einen Ebene zur anderen Ebene nicht zu groß ist – zum Beispiel kleiner als der 3-fache Durchmesser der Antriebsspindeln.
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Eine gleichmäßige Verteilung der Zugspannungen bzw. der Antriebskräfte der Spindeln innerhalb der Klemmenträger kann zusätzlich dadurch erreicht werden, dass die Antriebsspindeln in Richtung der Breite des bahnförmigen Produktes symmetrisch zur Mitte der Klemmenträger angeordnet sind.
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Eine weitere günstige Ausführung der Vorrichtung ergibt sich, wenn sich die Antriebsspindeln über die gesamte Länge des Verschiebebereichs erstrecken, wobei jedes Paar von Antriebsspindeln, durch das einer der beiden Klemmenträger antreibbar ist, im jeweils anderen Klemmenträger gelagert ist.
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Durch diese Anordnung ist fast der gesamte in der Vorrichtung verfügbare Verschiebeweg für beide Klemmenträger durchfahrbar. Und auch bei langen Antriebsspindeln – das heißt langen Verschiebewegen – wird ein Durchbiegen oder Durchschwingen der Antriebsspindeln zwischen den beiden Endpositionen des Verschiebeweges reduziert.
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Die Einstellung und Ansteuerung der Verschiebebewegung der Abzugsvorrichtung sollte an die Eigenschaften des bahnförmigen Produktes mit unterschiedlich langen Hilfsabschnitten und Hauptabschnitten anpassbar sein. Außerdem kann es vorkommen, dass das bahnförmige Produkt innerhalb der Vorrichtung nicht symmetrisch über die Breite angeordnet ist, sondern einseitig verläuft. Die Bahnbreiten können dabei zum Beispiel 50 cm bis 150 cm betragen.
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Aus diesen Gründen ist es vorteilhaft, wenn jede der Antriebsspindeln mit einem eigenen Antriebsmotor antreibbar ist. Damit lassen sich die Verschiebewege jedes Klemmenträgers unabhängig vom anderen Klemmenträger einstellen. Außerdem kann eine unsymmetrische Verteilung der Zugspannungen auf jeden der beiden Klemmenträger über eine unsymmetrische Ansteuerung der beiden zugehörigen Antriebsmotoren abgefangen werden.
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Aus Gründen der Zugänglichkeit ist es sinnvoll, alle Antriebsmotoren in der Abzugsrichtung des bahnförmigen Produktes am Ende des Verschiebebereichs anzuordnen.
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Um möglichst wenige und möglichst symmetrische Dehnungen und Verformungen innerhalb der Vorrichtung zu erreichen, ist es in weiterer Ausgestaltung der Vorrichtung vorgesehen, die Führungsmittel als Führungsbahnen auszuführen, die in Richtung der Breite der Produktbahn symmetrisch zur Mitte Klemmenträger angeordnet sind.
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Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Führungsbahnen über ihre ganze Länge im Vorrichtungsrahmen abgestützt sind.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung sind an einem der beiden Klemmenträger zwei Walzen zum Abziehen des bahnförmigen Produktes von diesem Klemmenträger angebracht. Der Walzenspalt ist einstellbar. Mindestens eine der beiden Walzen ist motorisch antreibbar. Damit ist am Ausgang der Vorrichtung der automatische Weitertransport des bahnförmigen Produktes sicher gestellt.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann in besonders vorteilhafter Weise in Verbindung mit einer Webmaschine eingesetzt werden. Dadurch wird die Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens zum Beispiel bei der Produktion von mehrlagigen Geweben möglich.
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Kurzer Beschreibung der Zeichnungen
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1a–f Schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
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2 Schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Seitenansicht
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3 Schnitt A-A der Vorrichtung gemäß 2
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4 Schematische Darstellung der Vorrichtung gemäß 2 in Ansicht von oben
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Die 1a bis 1f zeigen aufeinander folgende Verfahrensschritte einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Die Produktionsmaschine – vorliegend eine Webmaschine 1 – produziert aufeinander folgende Stücke 2.1, 2.2 eines mehrlagigen Gewebes. Jedes der gewebten Stücke 2.1, 2.2 besteht aus einem Hilfsabschnitt 3 und einem Hauptabschnitt 4. Der Hauptabschnitt 4 ist die Basis für das Endprodukt, das produziert werden soll. Die Hilfsabschnitte 3 sind in der Regel wesentlich kürzer als die Hauptabschnitte 4; sie dienen lediglich zur Trennung und Handhabung der Hauptabschnitte 4. In der Regel werden für die beiden Abschnitte 3, 4 eines zu produzierenden Gewebestückes 2.1 oder 2.2 etc. unterschiedliche Webmuster verwendet. Die Umschaltung zwischen den beiden Gewebearten bzw. Webmustern für die beiden Abschnitte 3, 4 eines Gewebestückes 2.1, 2.2 etc. erfolgt automatisch bei laufender Webmaschine 1. Dazu werden Schusseintrag, Fachbildung, Kett- und Warensteuerung in einer dem Fachmann geläufigen Art und Weise von einem elektronischen Schaltschrank aus angesteuert. Die verschiedenen Webmuster sind in Form von elektronischen Musterdaten in der Webmaschinensteuerung abgelegt. Die produzierten Gewebestücke 2.1, 2.2 werden am zweckmäßigsten in horizontaler Richtung von der Webmaschine 1 abgeführt. Beim Start einer neuen Produktion wird der erste Gewebeabschnitt 2.1 in der Regel vom Bediener ergriffen und der nachfolgenden Abziehvorrichtung 6 zugeführt, die von da an die weiteren Verfahrensabschnitte automatisch ausführt.
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1a zeigt, dass die Webmaschine 1 bereits ein Gewebestück 2.1 mit einem ersten Hilfsabschnitt 3.1 und einem ersten Hauptabschnitt 4.1 produziert hat und das im Moment ein zweiter Hilfsabschnitt 3.2 produziert wird, der die Webmaschine 1 am Ausgang 5 verlässt. Der Ausgang 5 ist der sogenannte Bindepunkt oder Warenrand des Gewebes in der Webmaschine 1. Dies ist der Punkt bzw. die Linie, an der ein eingetragener Schussfaden an die bereits produzierte Gewebebahn 2 mittels eines Webblattes angeschlagen und von Kettfäden, die ein Webfach bilden, abgebunden wird. Diese Details der Webmaschine 1 sind dem Fachmann bekannt und brauchen daher hier nicht weiter dargestellt zu werden.
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Der bereits produzierte Hilfsabschnitt 3.1 wird in einer Vorrichtung 6 zum Abziehen der Gewebebahn 2 von einer Klemme 10.1 erfasst und dadurch mit einem ersten Klemmenträger 7.1 verbunden. Die Vorrichtung 6 zum Abziehen weist zwei Klemmenträgern 7.1, 7.2 mit Klemmen 10.1, 10.2 für die Gewebebahn 2 auf. Weiterhin sind an der Vorrichtung 6 Antriebsmittel vorhanden, durch die die Klemmenträger 7.1, 7.2 parallel zu einer Abzugsrichtung der Gewebebahn 2 hin- und her gehend angetrieben werden können. Einige Details der Vorrichtung 6 zum Abziehen sind in den 1a–1f nicht dargestellt und werden weiter unten erläutert.
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Nach dem Erfassen des Hilfsabschnitts 3.1 durch die Klemme 10.1 des ersten Klemmenträgers 7.1 wird über die Antriebsmittel dieses Klemmenträgers 7.1 im Gewebestück 2.1 eine Zugspannung in Abzugsrichtung der Gewebebahn 2 aufgebaut. Diese Zugspannung wird auf der Webmaschinenseite über die Kettfäden bis zum Kettfadenvorrat – zum Beispiel ein Kettbaum oder ein Spulengatter – weiter geleitet.
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Der Abzug der Kettfäden von diesem Kettfadenvorrat wird über geeignete Antriebs- bzw. Bremsmittel gesteuert. In der Webmaschine 1 befindet sich in der Regel eine Messvorrichtung, mit der die Zugspannung in den Kettfäden – das ist die Kettspannung bzw. die Gewebespannung – gemessen werden kann. Die Messvorrichtung zum Messen kann natürlich auch im Bereich zwischen den Klemmenträgern 7.1, 7.2 der Vorrichtung 6 zum Abziehen und der Webmaschine 1 angebracht sein. Die gemessene Zugspannung wird an die Steuereinrichtungen für die Antriebs- oder Bremsvorrichtungen in der Webmaschine 1 und ggf. auch an die Steuereinrichtungen für die Antriebsmittel der Klemmenträger 7 weiter geleitet.
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1b zeigt, dass im weiteren Verlauf der hier dargestellten Ausführungsform des Verfahrens bereits ein zweiter Hauptabschnitt 4.2 produziert worden ist.
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Währenddessen wurde der erste Klemmenträger 7.1 in Abzugsrichtung verschoben. Dabei wurde die Zugspannung in der Gewebebahn 2 durch entsprechende Ansteuerung der Antriebs- bzw. Bremsmittel in konstanter Höhe aufrechterhalten. In 1b ist weiterhin dargestellt, dass in dem Zeitabschnitt, in dem ein weiterer Hilfsabschnitt 3.3 gewebt wird, die Klemme 10.2 des zweiten Klemmenträgers 7.2 den ersten Hilfsabschnitt 3.1 des Gewebestücks 2.1 erfasst und mit dem zweiten Klemmenträger 7.2 verbindet.
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Daraufhin wird über die Antriebsmittel des zweiten Klemmenträgers 7.2 eine Zugspannung im Gewebestück 2.1 aufgebaut und anschließend wird die Klemme 10.1 des ersten Klemmenträgers 7.1 geöffnet.
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Noch während der Hilfsabschnitt 3.3 von der Webmaschine 1 produziert wird, wird der erste Klemmenträger 7.1 wieder an seinen Ausgangspunkt am Eingang der Vorrichtung 6 zum Abziehen zurück verschoben.
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Bei der Rückwärtsbewegung haben die Klemmenträger 7 eine deutlich höhere Verschiebegeschwindigkeit als im Vorwärtsbetrieb. Mögliche Verschiebegeschwindigkeiten sind zum Beispiel 200 mm pro Minute im Vorwärtsbetrieb (d.h. Produktionsgeschwindigkeit der Webmaschine) und 3000 mm pro Minute im Rückwärtsbetrieb. Je nach Art des Gewebes können natürlich auch andere Verschiebegeschwindigkeiten erforderlich sein. Die Antriebsmittel der Klemmenträger 7 sind dazu entsprechend auszulegen.
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Die unterschiedlichen Geschwindigkeiten der Klemmenträger 7 in den verschiedenen Verfahrensstufen sind in der 1a–1f durch diagonal verlaufende Pfeile bzw. Doppelpfeile dargestellt.
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Der Zustand nach dem zuvor beschriebenen Zurückverschieben des ersten Klemmenträgers 7.1 in die Ausgangsposition wird in 1c dargestellt. In dieser Position wird die Klemme 10.1 des ersten Klemmenträgers 7.1 wieder geschlossen und ergreift dabei die Gewebebahn 2 am Hilfsabschnitt 3.2. Dabei wird die Zugspannung in der Gewebebahn 2 wieder vom ersten Klemmenträger 7.1 aufgenommen. Der zweite Klemmenträger 7.2 ist weiterhin am Hilfsabschnitt 3.1 geschlossen. Die Zugspannung in der Gewebebahn 2 zwischen zweitem und erstem Klemmenträger 7.1, 7.2 kann nun reduziert werden, da sie für den Produktionsprozess in der Webmaschine 1 keine Rolle spielt. Es muss lediglich verhindert werden, dass die Gewebebahn 2 zwischen den Klemmenträgern 7.1, 7.2 durchhängt.
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In 1d ist der weitere Fortgang des Verfahrens zu sehen. Inzwischen wurde ein weiterer Hauptabschnitt 4.3 von der Webmaschine 1 produziert. Dabei wurden die beiden Klemmenträger 7.1, 7.2 mit den bereits produzierten Gewebestücken 2.1, 2.2 mit Produktionsgeschwindigkeit in Abzugsrichtung weiter verschoben. Die Klemme 10.2 des zweiten Klemmenträgers 7.2 bleibt vorerst noch geschlossen und dieser übernimmt nun wieder die gesamte Zugspannung in der Gewebebahn 2. Anschließend wird die Klemme 10.1 des ersten Klemmenträger 7.1 geöffnet und der erste Klemmenträger 7.1 wird mit erhöhter Verschiebegeschwindigkeit wieder in seine Ausgangsposition verschoben. Während dieses Vorgangs produziert die Webmaschine 1 den Hilfsabschnitt 3.4.
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1e zeigt, dass nun an dem der Webmaschine 1 abgewandten Ende der Vorrichtung 6 die Gewebebahn 2 von einem Bediener oder von einer weiteren Transportvorrichtung übernommen wird – dies wird durch den Pfeil in Abzugsrichtung symbolisch dargestellt. Die Klemme 10.1 des ersten Klemmenträgers 7.1 ist inzwischen am Hilfsabschnitt 3.3 geschlossen worden und der erste Klemmenträger 7.1 hat wieder die gesamte Zugspannung zwischen Webmaschine 1 und Vorrichtung 6 zum Abziehen übernommen. Nun kann die Klemme 10.2 des zweiten Klemmenträgers 7.2 geöffnet werden.
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In einem weiteren Verfahrensschritt – s. 1f – wird nun der zweite Klemmenträger 7.2 in seine Ausgangsposition zurück verschoben. In dieser Zeit produziert die Webmaschine 1 einen weiteren Hauptabschnitt 4.4. Parallel dazu wird der erste Klemmenträger 7.1 mit dem geklemmten Hilfsabschnitt 3.3 in Abzugsrichtung verschoben. Sodann beginnt die Webmaschine 1 den Hilfsabschnitt 3.5 zu produzieren. Gleichzeitig schließt die Klemme 10.2 des zweiten Klemmenträgers 7.2 am Hilfsabschnitt 3.3 und übernimmt die volle Zugspannung in der Gewebebahn 2. Als nächstes öffnet die Klemme 10.1 des ersten Klemmenträgers 7.1 und dieser wird mit erhöhter Verschiebegeschwindigkeit in seine Ausgangsposition zurück verschoben, wo er sodann den Hilfsabschnitt 3.4 erfasst. Damit ist ein kompletter Verfahrenszyklus abgeschlossen. Die beiden Klemmenträger 7.1, 7.2 haben wieder die Positionen wie in 1a dargestellt. Der Vorgang setzt sich von da an entsprechend fort.
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Durch diesen Verfahrensablauf ist gewährleistet, dass während der Produktion der Hauptabschnitte 4 der Gewebestücke 2.1, 2.2 etc. keine Übergabe oder Übernahme der abgezogenen Gewebebahn 2 von einem zum anderen Klemmenträgern 7.1, 7.2 erfolgt. Dadurch werden evtl. auftretende Ungenauigkeiten im Ablauf durch rutschendes oder gedehntes Gewebe, die beim Öffnen und Schließen der Klemmen 10 auftreten könnten, nur während der Produktion der Hilfsabschnitte 3 wirksam. In den Hilfsabschnitten 3 spielt eine evtl. abweichende oder schwankende Gewebequalität jedoch keine Rolle, weil diese Abschnitte im Endprodukt, das nur aus den Hauptabschnitten 4 hergestellt wird, ohnehin nicht verwendet werden. Ein weiterer Vorteil der hier beschriebenen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass die Klemmen 10.1, 10.2 der Klemmenträger 7.1, 7.2 die Gewebebahn 2 niemals an den Hauptabschnitten 4 der Gewebestücke 2.1, 2.2 erfassen, sondern immer nur an den Hilfsabschnitten 3. Eine Beschädigung der Hauptabschnitte 4 durch die Klemmen 10 wird dadurch vollständig ausgeschlossen.
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Das ist besonders sinnvoll zum Beispiel bei der Produktion mehrlagiger Gewebe für den Einsatz in Faserverbund Bauteilen. Die Fasern dieser Gewebe sind oft an ihrer Oberfläche sehr empfindlich. Schäden an den Fasern bzw. an den einzelnen Filamenten einer Faser verursachen in den folgenden Verarbeitungsprozessen zu Probleme.
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Die 2–4 zeigen eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 6 zum Abziehen eines bahnförmigen Produktes. Dargestellt ist der Aufbau zusammen mit einer Webmaschine 1. Die gesamte Anordnung ist in der Lage, das oben beschriebene erfindungsgemäße Verfahren auszuführen. Die Vorrichtung 6 enthält zwei Klemmenträger 7.1 und 7.2 mit Klemmen 10.1, 10.2 für die Gewebebahn 2. Es ist ein Vorrichtungsrahmen 12 vorhanden, über den die Vorrichtung 6 am Boden abgestützt ist. Am Vorrichtungsrahmen 12 sind Führungsbahnen 13 für die Klemmenträger 7 angeordnet, die im vorliegenden Beispiel über die ganze Länge des möglichen Verschiebewegs 8 der Klemmenträger 7 am Vorrichtungsrahmen 12 abgestützt sind. Diese Führungsbahnen 13 können als profilierte Gleitführungen oder als Wälzkörperführungen – sogenannte Kugelführungen – ausgeführt sein. Dadurch wird eine präzise Führung der Klemmenträger 7 ohne größere Verformungen der Führungsbahnen 13 erzielt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Führungsbahnen 13 in Richtung der Breite der Gewebebahn 2 symmetrisch zur Mitte der Klemmenträger 7 angeordnet. (3), um die Kräfte, mit denen sich die Klemmenträger 7 in der Vorrichtung 6 abstützen, gleichmäßig zu verteilen.
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Die Vorrichtung 6 enthält weiterhin 2 Paare von Antriebsspindeln 14.1, 14.2, durch die die Klemmenträger 7.1, 7.2 parallel zur Abzugsrichtung der Gewebebahn 2 angetrieben werden. Jedem Klemmenträger 7.1, 7.2 ist ein Paar dieser Antriebsspindeln 14.1, 14.2 zugeordnet. Die Antriebsspindeln 14 sind derartig angeordnet, dass die Bahnmitte der Gewebebahn 2 innerhalb der Vorrichtung 6 in einem Bereich zwischen den beiden Antriebsspindeln 14 des jeweiligen Klemmenträgers 7 verläuft. Dadurch wird eine symmetrische Krafteinleitung von den Klemmenträgern 7 in die Antriebsspindeln 14 erzielt, wenn die Klemmenträger 7 unter der Zugspannung der Gewebebahn 2 stehen.
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Im vorliegenden Beispiel sind die Antriebsspindeln 14 in der gleichen Ebene 15 angeordnet, in der auch die Gewebebahn 2 in der Vorrichtung 6 verläuft. Dies ist günstiger als eine Anordnung in verschiedenen parallelen Ebenen mit großem vertikalem Abstand zwischen Gewebebahn 2 und Antriebsspindeln 14, weil dabei unter hohen Zugspannungen unerwünschte Verformungen der Klemmenträger 7 und der Antriebsspindeln 14 auftreten können.
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Die Antriebsspindeln 14 sind vorliegend in Richtung der Breite der Gewebebahn 2 symmetrisch zur Mitte der Klemmenträger 7 angeordnet. Auch dies dient der symmetrischen Einleitung von Kräften in beide Antriebsspindeln 14.1 oder 14.2 des jeweiligen Klemmenträgers 7.1 oder 7.2. Dies gilt mindestens dann, wenn die Gewebebahn 2 in Bezug auf ihre Breite ebenfalls symmetrisch zur Mitte der Klemmenträger 7.1, 7.2 durch die Vorrichtung 6 gezogen wird.
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Damit Gewebebahnen 2 mit unterschiedlicher Breite abgezogen werden können, sind die Klemmen 10.1, 10.2 der Klemmenträger 7.1, 7.2 jeweils aus mehreren Paaren von Klemmsegmenten aufgebaut. Dies ist am besten in 3 zu sehen. Diese Klemmsegmente sind über die Breite der Klemmenträger 7 verteilt nebeneinander angeordnet. Jedes dieser Klemmsegmente kann unabhängig von den anderen Klemmsegmenten mit einem Klemmenaktuator 11 angetrieben werden. Das heißt, die Paare von einander zugeordneten Klemmsegmenten bilden jeweils eine Klemme 10, die unabhängig von den anderen Klemmen geöffnet oder geschlossen werden kann. Als Klemmenaktuatoren 11 kommen im vorliegenden Beispiel Pneumatikzylinder zum Einsatz. Natürlich können auch andere Arten von Aktuatoren 11 – zum Beispiel hydraulische oder elektromagnetische Aktuatoren 11 – zum Betätigen der Klemmen 10 eingesetzt werden.
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Die 4 zeigt die Vorrichtung 6 zum Abzug der Gewebebahn 2 in einer Ansicht von oben. Man erkennt, dass die Antriebsspindeln 14 sich über die gesamte Länge des Verschiebebereichs 8 erstrecken. Jedes Paar von Antriebsspindeln 14.1, 14.2, durch das einer der beiden Klemmenträger 7.1, 7.2 antreibbar ist, ist im jeweils anderen Klemmenträger 7.1, 7.2 gelagert. Dort, wo die Antriebskräfte von den Antriebsspindeln 14 auf den jeweiligen Klemmenträger 7 aufgebracht werden, sind in den Klemmenträger 7 Spindelmuttern 16 vorgesehen. Bei Spindeldrehung übertragen diese Spindelmuttern 16 Zug- oder Druckkräfte in Abzugsrichtung auf den jeweiligen Klemmenträger 7.
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Dort, wo die beiden Antriebsspindeln 14.2 oder 14.1 des jeweils einen Klemmenträgers 7.1 oder 7.2 durch den jeweils anderen Klemmenträger 7.1, 7.2 geführt werden, sind nicht weiter dargestellte Lagerbuchsen vorgesehen, die eine Abstützung der Antriebsspindeln des einen Klemmenträgers 7.1 oder 7.2, im jeweils andern Klemmenträger 7.1 oder 7.2 gewährleistet. Damit werden Durchbiegungen von längeren Antriebsspindeln 14 reduziert.
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Jede der vier Antriebsspindeln 14 ist mit einem eigenen Antriebsmotor 9 antreibbar. Das Drehmoment der Antriebsmotoren 9 kann in bekannter Weise z.B. über die Stromaufnahme der elektronischen Motorsteuerung gemessen werden und zur Ansteuerung der Antriebsmotoren 9 verwendet werden. Die Positionsermittlung der beiden Klemmenträger 7 innerhalb der Vorrichtung 6 erfolgt zum Beispiel über ein induktives Wegmess-System – etwa im Bereich der Führungsbahnen 13 – oder über Inkrementalgeber innerhalb der Antriebsmotoren 9. Dabei wird aus der Anzahl der Impulse bzw. Umdrehungen der Antriebsmotoren 9 über die Spindelsteigung die aktuelle Position des jeweiligen Klemmenträgers 7 ermittelt.
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Die Antriebsmotoren 9 für die Antriebsspindeln 14 sind vorliegend an dem Ende der Vorrichtung 6 angebracht, das der Webmaschine 1 abgewandt ist. Auf dieser Seite sind auch axiale Lagerungen der Antriebsspindeln im Vorrichtungsrahmen vorgesehen. Die Zugspannungen in der Gewebebahn 2 erzeugen daher in den Antriebsspindeln 14 Zugkräfte. Lediglich beim zurück Verschieben der Klemmenträger 7 entgegen der Abzugsrichtung können Druckkräfte in den Antriebsspindeln 14 auftreten. Diese sind jedoch gering, sodass keine Gefahr von unzulässigen Verformungen oder gar Ausknicken besteht.
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Die vorliegende Ausführungsform der Vorrichtung 6 weist am zweiten Klemmenträger 7.2 zwei Abzugswalzen 17, 18 auf, die zwischen sich einen einstellbaren Walzenspalt bilden. Die obere Abzugswalze 17 kann zum Einstellen des Walzenspaltes senkrecht zur Gewebebahn 2 in verschiedene Positionen gebracht werden. Für diese Positionierung relativ zur Gewebebahn 2 sorgt ein geeigneter Aktuator 19 – zum Beispiel ein Getriebemotor mit Spindel. Die untere Abzugswalze 18 enthält für den Antrieb zum Beispiel im Inneren einen elektrischen Trommelmotor – es sind jedoch auch andere Antriebsarten mit Motoren außerhalb der Abzugswalze 18 möglich. Denkbar ist auch der Antrieb der oberen Abzugswalze 17 oder beider Walzen 17, 18. Mit diesem Walzenpaar 17, 18 kann die abgezogene Gewebebahn 2 jenseits des zweiten Klemmenträgers 7.2 weiter transportiert werden. Außerdem kann bei Bedarf die bereits abgezogene Gewebebahn 2 mit diesem Walzenpaar 17, 18 unterstützt werden, während der zweite Klemmenträger 7.2 auf dem Rückweg von seiner Endposition in die Ausgangsposition ist (s. 1e und 1f).
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Mit der beschriebenen Vorrichtung lassen sich auch andere Verfahrensabläufe realisieren. Zum Beispiel wäre es auch möglich, den Ablauf so zu steuern, dass während der meisten Verfahrensschritte nicht der erste Klemmenträger die komplette Zugspannung der Gewebebahn aufnimmt, sondern der zweite Klemmenträger, wobei der erste Klemmenträger in diesen Phasen nur eine Hilfsspannung aufbaut, die dazu dient, ein Durchhängen der Gewebebahn zu verhindern.
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Um die Sicherheit der Bediener zu gewährleisten, werden die offen zugänglichen Verschiebebereiche der Klemmenträger
7, der Walzenspalte zwischen den Abzugswalzen und die laufenden Antriebsspindeln
14 über nicht dargestellte Lichtgitter abgesichert. Dabei kommen Lichtgitter zur Anwendung, die auch bei verändertem Abstand zwischen Sender und Empfänger eine Unterbrechung des Lichtstrahls oder Lichtvorhangs sicher anzeigen. Bezugszeichen
| 1 | Produktionsmaschine, Webmaschine |
| 2 | Bahnförmiges Produkt, Gewebebahn |
| 2.1, 2.2 | Gewebestücke |
| 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5 | Hilfsabschnitte des Gewebestücks |
| 4.1, 4.2, 4.3, 4.4 | Hauptabschnitte des Gewebestücks |
| 5 | Ausgang der Produktionsmaschine |
| 6 | Vorrichtung zum Abziehen |
| 7.1, 7.2 | erster, zweiter Klemmenträger |
| 8 | Verschiebeweg der Klemmenträger |
| 9 | Antriebsmotoren |
| 10.1, 10.2 | Klemmen |
| 11 | Aktuator für Betätigung der Klemmen |
| 12 | Vorrichtungsrahmen |
| 13 | Führungsbahn für Klemmenträger |
| 14.1, 14.2 | Paare von Antriebsspindeln |
| 15 | Gewebeebene |
| 16 | Spindelmuttern |
| 17 | Abzugswalze oben |
| 18 | Abzugswalze unten |
| 19 | Aktuator für Einstellung Walzenspalt |
